一种四极杆质谱仪真空测量及控制系统的软件设计

来源:澳门巴黎人官网网(www.chvacuum.com)钢研纳克检测技术有限公司 作者:李凯

  结合上述系统结构图,采用Keil C 软件实现本测量和控制系统的功能。具体的软件流程图如图7 所示。

一种四极杆质谱仪真空测量及控制系统的软件设计

图7 软件流程图

  基本流程如下

  上电对AD 采集电路和CAN控制器等外设进行初始化,完成后进行规管判别,若是低规,直接启动AD 转换;若是高规,则需要在一定的真空级别下才能启动,为此,根据低规的真空值来判别是否开启高规,满足真空值后开启高规,进行AD 转换。将AD 转换的结果进行数据处理,并将结果分别通过CAN 通讯口和串口发送。CAN 通讯口一方面传输真空值至上位机;另一方面根据数据处理结果,将控制指令发送至其他单元或上位机,实现单元间的级联控制和整机的流程控制。

  本文的控制主要包括两个方面:一个是高真空规即潘宁规的自动开启与关断;另一个是仪器单元之间的级联控制。

  1、高规的自动启停

  由于潘宁规的测量范围为100Pa~10-7 Pa,为此,潘宁规开启的时候压强值必须小于等于100Pa;同时, 当压强值高于100Pa 时,必须关断潘宁规以保护其不受损害。四极杆质谱仪的四极杆单元(即文中的腔室3)处于离子传输单元(即腔室2)之后,其真空值低于腔室2。

  针对以上特点,本文将腔室2 的真空值作为开启与关断潘宁规的条件,当检测到腔室2的真空值低于5×10-2 Pa 时开启潘宁规,当腔室2的真空值高于10-1 Pa 时关断潘宁规,以此来保护潘宁规。

  2、仪器单元间的级联控制

  四极杆质谱仪在正常工作时,各腔室的真空度达到并稳定的控制在预定范围内,而当有离子源熄火、真空泄露等异常出现时,需要进行错误报警并做出相应的处理以保护分子泵、电子倍增器、射频电源等敏感设备。

  例如:在工作状态时,当检测腔室1 的真空度值高于500Pa 时,即视为有异常,本系统会向气路单元、透镜控制系统单元和射频电源控制单元发出指令,关断气路、电子倍增器高压和射频电源以保护仪器;另外,本系统会根据腔室2的真空值来控制分子泵单元的开启与关断。当腔室2 的真空值小于等于1Pa 时向分子泵单元发送指令启动分子泵;当腔室2 的真空值大于1Pa时向分子泵单元发送指令关断分子泵。

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